Расчет и проектирование механизмов и систем технологического оборудования расчет и конструирование пресс-форм для формообразования порошков. Учебное п

с

с

Расчет наружных размеров однослойной матрицы по условию прочности (3.1) не является достаточным для оценки ее эксплуатаци­онных характеристик, так как при этом не учитывается ее радиальная упругая деформация.

При недостаточной жесткости матрицы на боковой поверхности прессованной детали после выпрессовки могут появляться трещины, износ матрицы увеличивается, снижается ее усталостная прочность.

] часто назначают исходя из практическо-

в

] можно предложить соотно-

шение, которое следует из пропорциональной зависимости между радиальной деформацией матрицы и усилием прессования, с одной стороны, величиной упругого последействия и усилием выталкива­ния прессовки из матрицы, с другой стороны. Из этого соотношения следует:

п

; (3.5)

Составные

, или бандажированные, матрицы состоят из двух час-

тей: внутренней втулки и обоймы, скрепленных за счет натяга (горя­чей или прессовой посадки). После сборки составной матрицы между обоймой и втулкой возникает контактное давление р внутренняя втулка оказывается под действием внешнего давления р

Возникающие от натяга тангенциальные напряжения во втулке яв­ляются сжимающими, а в обойме – растягивающими.

Радиальная деформация внутренней поверхности втулки состав­ной матрицы при этих условиях определяется по формуле

что применение составных матриц приводит к существенному сни­жению эквивалентного напряжения и радиальной деформации рабо­чей поверхности матрицы по сравнению с однослойными. В то же время из формул (3.10) и (3.11) следует, что увеличение отношения, а > 3...4 малоэффективно, так как эквивалентное напряжение и ради­альная деформация при этом уменьшаются незначительно.

теристик, определяющих долговечность пресс-формы и точность прессованных деталей. Если износостойкость стальной матрицы, максимально достигающая 30...50 тыс. прессовок, не удовлетворя­ет требованиям производства, то внутреннюю часть составной матрицы выполняют из твердого сплава в виде сплошной или раз­резной втулки.

Расчет размеров матриц из твердых сплавов, величины натяга при бандажировании необходимо производить с учетом того, что твер­дые сплавы значительно хуже сопротивляются растягивающим на­пряжениям, чем сжимающим. В связи с этим натяг на контактной поверхности следует выбирать исходя из условия сохранения тан­генциальных сжимающих напряжений на внутренней поверхности матрицы при рабочем давлении, как показано на рис. 3.1. Особое зна­чение это имеет в случае применения матриц с разрезными втулками, запрессованными в цилиндрическую обойму.

где знак «–» соответствует σ

ответственно величину натяга определяют исходя из условия равен­ства по абсолютной величине тангенциальных напряжений на внут­ренней поверхности матрицы от наибольшего рабочего давления и бандажирования. Затем с учетом величины напряжений, действую­щих на внутренней поверхности обоймы, ее рассматривают на проч­ность и для оценки жесткости матрицы определяют радиальную де­формацию внутренней поверхности втулки.

матрицу с внутренним радиусом 20 мм, наружным ра-

32

3

где α

п

мм,

Полученные результаты показывают, что запас прочности мате­риала матрицы недостаточен – коэффициент запаса меньше 2, а уп­ругая деформация внутренней поверхности матрицы близка к пре-

матрицы по формуле (3.8):

3

ных внутренних поверхностях втулки и обоймы по формуле (3.10):

Расчеты показывают, что составная матрица, по сравнению с од­нослойной, выполненная из того же материала, при одинаковых раз­мерах и условиях нагружения имеет значительно больший запас прочности и существенно меньшую упругую деформацию внутрен­ней поверхности, что позволяет рекомендовать ее для изготовления.

Определение зависимости между величиной радиального натяга δ при бандажировании матрицы и контактным давлением р ленном при испытании втулки и обоймы на сжатие, производится по формуле (3.14). Для этого рассчитываем U1 и U2 по формуле (3.12):